Select country

Pumpning af tørstoffer

10. april 2015

Pumpning af væsker indeholdende store mængder tørstoffer er et problem, som mange brancher står overfor. Det gælder også pumpning af slam og pasta.

I fødevaresektoren er tørstofferne typisk bløde og skal bevare form og konsistens. Slam og pasta, derimod, er ofte højviskøse, hvilket kan medføre blokeringer i pumpen. I nogle brancher kan slam og pasta være slibende, hvilket giver yderligere udfordringer.

På spildevandsanlæg og rensningsanlæg står man dagligt over for problemer med blokerede pumper på grund af store mængder sand, grus og fiberholdigt materiale. Mange steder er problemet tilmed stigende. Blokerede pumpehjul er et velkendt fænomen, der koster virksomhederne mange penge i form af driftsstop og reparationer. Somme tider må der endda en komplet udskiftning af pumperne til.

Ingen enkeltstående pumpetype kan imødekomme alle disse krav, men der er nogle typer, der kommer tæt på. Spørgsmålet, alle slutbrugere bør stille sig selv, er: Hvad er den bedste pumpetype og -teknologi til den pågældende opgave? At finde det rigtige svar kan dog godt involvere en hel del research og detaljerede samtaler med producenter eller forhandlere. Konsekvenserne af ikke at benytte den rigtige pumpe til opgaven har indflydelse på produktionen og kan blive en dyr sag.

De pumpetyper, der er bedst egnede til pumpning af tørstoffer, slam og pasta, er loberotorpumper, stempelpumper, fortrængningspumper, excentriske snekkepumper, slangepumper, centrifugalpumper og trykluftdrevne dobbeltmembranpumper. Beslutningen om valg af pumpetype afhænger af sammensætningen af det medie, der skal pumpes. Hvis der er behov for høj shear-følsomhed og for at bevare strukturen i tørstoffet, bør man vælge en skånsom pumpetype. Hvis partiklerne er store og kan beskadige pumpen, er det mere sandsynligt, at en robust centrifugalpumpe opfylder kravene.

Slangepumper

Pumpning af vand med store mængder tørstoffer, som eksempelvis i minedrift og stenbrud, kræver en pumpe, der er ekstremt robust og servicevenlig, og som kan modstå den aggressive mediesammensætning. Roterende pumper med åbne pumpehjul har en fantastisk ydeevne, men pumpehjulet kan blive slidt og pumpehuset beskadiget. Det stiller store krav til service, vedligeholdelse og ikke mindst jævnlig udskiftning af reservedele. En anden type pumpe, man kunne overveje, er slangepumpen. Slangepumpen er velegnet til mange anvendelser, lige fra præcisionsdosering til pumpning af slam og pasta, og så er den lækagefri. Den er perfekt til krævende, åbne miljøer, og så er den meget servicevenlig.

Pumpens vigtigste fordele er:

  • Pakningsfri konstruktion
  • Ventilfri
  • Selvansugende fra tør
  • Skånsom pumpning
  • Tåler tørløb
  • Højt sugeløft
  • Slidbestandig
  • Servicevenlig
  • Ingen slip
  • Reverserbar

Slangepumpen er en fortrængningspumpe, hvor væsken løber i en slange eller et rør inden i pumpehuset. Væsken pumpes ind og ud af røret/slangen ved hjælp af roterende ruller eller tryksko, der skiftevis klemmer røret/slangen sammen og slipper igen. Denne peristaltiske proces sikrer, at væsken transporteres præcist og uden variationer i volumen. Desuden er doseringspumpen økonomisk i brug, da pumpebevægelsen, når arbejdsdagen er omme, kan vendes, så slange/rør drænes, og den resterende væske i slange/rør pumpes tilbage til kilden til senere brug.

Om man skal vælge en slangepumpe med tryksko eller ruller afhænger hovedsagelig af anvendelsen og det nødvendige driftstryk. Ruller er mest velegnede til opgaver med lavt tryk, typisk op til 4 bar og sædvanligvis maks. 8 bar. Det stiller også mindre krav til motoren, så strømforbruget er mindre. Pumper med ruller er meget servicevenlige, idet slangen er let at skifte ud. Desuden er der mindre spild, da slangen ikke skal smøres. Slangepumper med tryksko er mest velegnede til opgaver med et driftstryk på op til 16 bar og høje flowhastigheder. Denne pumpetype er en robust arbejdshest, der er konstrueret til de vanskeligste forhold og væsker.

Centrifugalpumper

Hvis der er sand og grus i væsken, kan pumpen bogstavelig talt slibe sig selv i stykker. Centrifugalpumpen er dog i stand til at modstå slibende materialer og fungerer problemfrit i lange perioder. Et godt eksempel herpå er pumpetypen med radialpumpehjul, hvor grusholdigt vand pumpes med høj hastighed mod pumpehus eller slidring.

Til forskel fra hvirvelpumper med radialpumpehjul, leder koppumpehjulets bevægelse materialet fra pumpehuset og tilbage til strømmen mod det ekstra kraftige sugehoved. Bag pumpehuset sidder en robust slidplade, der kan modstå grusets slibende bevægelse. For yderligere at forbedre ydeevnen og reducere slitage er pumpehjulet konstrueret med en stor diameter. Det gør pumpen meget holdbar og driftssikker.

Trykluftdrevne dobbeltmembranpumper

Hvad angår flytning af tørstoffer, der enten er massive eller har behov for skånsom håndtering, er trykluftdrevne dobbeltmembranpumper en meget fleksibel og alsidig løsning. De er transportable, brugervenlige, servicevenlige og højtydende, selv i de mest krævende omgivelser, herunder også renrumsmiljøer. Der er ingen tætsiddende fittings, så tørstofferne passerer gennem pumpen uden problemer samtidig med, at slibende og viskøse produkter kan flyttes, uden at det går ud over væskekarakteristikken. Den trykluftdrevne dobbeltmembranpumpe håndterer shear-følsomme væsker, holder tykke og viskøse væsker i konstant bevægelse og tilbyder lækagefri drift. Desuden kan denne pumpetype klare at pumpe mod lukket ventil ved påfyldningsopgaver, hvilket motordrevne pumper ikke håndterer særlig effektivt.

Trykluftdrevne dobbeltmembranpumper benytter trykluft til at aktivere to membraner, der henholdsvis suger mediet ind i pumpekammeret og afgiver det igen. Der er ingen roterende dele involveret. Denne pumpetype er særlig velegnet til fødevareindustrien, hvor det er påkrævet med skånsom håndtering af tørstoffer, så som frugt og kød, der skal bevare deres form. Desuden er de velegnede til at pumpe affald fra fødevareproduktion.

Konstruktionen med et dybt væskekammer gør pumpen uovertruffen til at håndtere delikate partikler og tørstoffer, der ellers har en tendens til at aflejres, fordi der er en stor kløft mellem det fastspændte område af membranen og væskekammerets væg. Til forskel fra andre pumper fastkiles produktpartiklerne ikke i dette område, og det eliminerer en faktor, der kan forårsage produktforurening.

Når pumpen kører, er det kun de to akselforbundne membraner samt de to tilgangsventilkugler og de to afgangsventilkugler, der kommer i kontakt med væsken. Membranerne fungerer som adskillelse mellem trykluftforsyningen og væsken.

At membranerne er trykluftdrevne i stedet for akseldrevne, reducerer den mekaniske belastning på membranerne og forlænger deres levetid. Ved at reducere det pres, membranerne udsættes for, øges deres levetid yderligere. En membran, der er støbt i 'driftsmæssig' udformning, sikrer, at presset minimeres i hele slaglængden. Ventilkuglerne styrer flowet ved at åbne og lukke i ventilsædet. Der er ingen tætsiddende fittings, så tørstoffer passerer gennem pumpen uden at beskadige den samtidig med, at slibende og viskøse produkter kan flyttes, uden at det går ud over væskekarakteristikken.

Stempelpumper og loberotorpumper

Stempelpumper er konstrueret efter ECP-stempelprincippet. I denne konstruktion vandrer de bueformede stempler, eller rotorblade, i ringformede cylindre inde i pumpehuset. Den lange tætningspassage reducerer slip og sikrer et jævnt flow uden pulsation og pludselige trykstigninger, og uden behov for ventiler eller andre komplekse dele. I modsætning til excentersnekkepumper og loberotorpumper påvirkes de dog ikke negativt af slam, der har en tendens til at lejres i pumpen.

Når det drejer sig om højviskøse væsker og tørstoffer er de store væskehulrum i rotorerne sammen med de store, lettilgængelige anti-kavitationsporte med til at sikre effektiv pumpning. Maksimal levetid under krævende driftsforhold med ikke-smørende eller slibende væsker kan opnås, fordi der ikke er nogen kontakt mellem lejerne og mediet. Der er heller ikke hverken glidende, rullende eller rotor-til-rotor kontakt.

Loberotorpumper er et alternativ til stempelpumpen. De er ventilstyrede, hvilket betyder, at der ingen kontakt er mellem rotorerne, og at de dermed kan håndtere ikke-smørende væsker. Der findes mange forskellige rotorkonstruktioner, eksempelvis bi-wing-rotorer og multilobe-rotorer. Loberotorpumpen har stor shear-følsomhed og håndterer sarte væsker skånsomt, så produktnedbrydningen mindskes. Desuden kan den rengøres på stedet eller er let at adskille for justering mellem produktionsserierne.

Loberotorpumper er selvansugende, ventilløse fortrængningspumper, hvilket medfører, at den jævne rotation af de to rotorer danner et undertryk på pumpens fødeside. Det bestemmes af motorens rotationsretning. Ved hjælp af undertrykket trækkes mediet ind i pumpekammeret. Den fortsatte rotation sørger for, at mediet pumpes forbi pumpevæggene og ind i trykområdet.

Til opgaver, hvor vand med store mængder tørstoffer og slam/pasta skal flyttes ved lav hastighed, kan en excentersnekkepumpe også opfylde kravet om shear-følsomhed. Med en enkeltsnoet rotor til at flytte væsken i et kontinuerligt flow, er excentersnekkepumpens ydeevne stort set lig med geometrien af rotoren og den stator, den roterer i. Materialevalget for disse to emner foretages ud fra det medie, der skal flyttes. For at opnå lang levetid med lave omkostninger skal rotor og stator være modstandsdygtige over for aggressive væsker. Det sætter rotorens geometri og materialespecifikationer i spil.

Resumé

Der er mange forskellige pumpetyper, der lever op til kravene, når der skal pumpes væsker indeholdende partikler, uanset om partiklerne er store eller små, hårde eller bløde. Nogle pumper er specialudviklede til at løse bestemte opgaver eller til bestemte brancher. Selv om mange pumpetyper kan synes anvendelige til en bestemt opgave, er det vigtigt at evaluere mediets sammensætning nøje. Det er altså en god idé at drøfte med pumpeproducenten eller -forhandleren, hvordan det pågældende medie skal behandles, og hvilket resultat der ønskes.